Kuglelejer er meget specialiserede lejemekanismer. Nogle gange skal en aksel ikke kun rotere, men den enhed, der er forbundet med akslen, skal også rotere. Andre gange skal akslen være fri til at bevæge sig rundt i cirkulære bevægelser. Din skulderled er en trunionleje. Det er en kugle-og-stikkontakt, så din arm kan rotere frit, men stadig være fastgjort. Ingeniører ser på kravene til bevægelseskravene, og de designer kuglelejer for at udføre opgaven.
Koordinering placering
For at visualisere, hvor et skaftleje er placeret, tegner du et stort "plus" (+) tegn på et stykke papir. Mærk den vandrette linje "X" og den lodrette linje "Y." Hvor linjerne krydser hinanden, visualiser en linje, der kommer lige op fra papiret. Dette er "Z" -aksen. Hvor alle tre linier mødes, er hvor kuglelejet er placeret. En aksel eller en række aksler passerer gennem skaftlejet. Kuglelejer er normalt ikke kun et stykke, men snarere en hel samling, der holder akslerne fast, men alligevel tillader akslerne at dreje eller svinge frit.
Trunnion Bearing Designs
For det første ser en ingeniør på kravene til akselbevægelse. Disse aksler skal muligvis dreje, men de skal muligvis også svinge fra side til side eller op og ned gennem X-Y - Z koordinatrummet. Kuglelejer skal muligvis understøtte flere aksler, der hver har sine egne unikke bevægelser. Det er ikke let at designe en trunionslejeenhed. Ingeniører er afhængige af CAD-programmer (Computer Aided Design) for at hjælpe dem med tegningerne.
Anvendelser
En almindelig anvendelse af en kuglelejesamling er en propel med variabel stigning. Propellen skal dreje, men vinklen på knivene skal ændres, mens propellen drejer. Basen på hvert blad har en aksel. Knivakslen låses sammen med skaftlejet. Ved en kompleks række løftestænger og gear roterer knivakslen i kuglelejet, mens en anden del af lejet understøtter hovedspindeakslen. Ingeniørfirmaet Andritz AG i Graz, Østrig, designede et sådant leje til marine propeller.
Stressproblemer
Fordi akslerne svinger, svinger og spinder alt sammen på et centralt punkt, kommer der meget stress på trunlejet. I et propellontrækningsleje er hele trækket på propellen på hovedakslen. Mens propellen drejer og trækker, forsøger centrifugalkraft at rive vingerne væk fra navet. I et stykke landbrugsudstyr drejer den roterende aksel en styrestang, men hele knivbæreren skal svinge op og ned for at tage højde for forskellige terræn. Ingeniører tager højde for spændingsniveauerne, når de designer et kugleleje, så det ikke bryder sammen under brug.